四．加工工艺
$ v1 e" y! H7 ^/ v( z: W5 ?6 g" gPEEK虽然是超耐热性树脂，但由于它具有高温（350～400℃）流动性好和热分解温度很高的（560℃）的特点，因此可以采用注射成型，挤出成型、模压成型、吹塑成型、熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂等多种方法成型加工。作为二次加工可以采用真空成型、压延、拉伸、超声波焊接、粘接、复合、机械加工等加工手段。
/ _# E2 [+ o+ i' ^下面简单介绍一下，常用的PEEK注射成型和挤出成型的一般加工工艺条件。
" D! i: b: q A4．1注射成型
4 [) z8 K6 S$ x4 U( P% k6 l, j3 f4.1.1设备; P( _/ x! F6 U& M. O
PEEK可用通常的螺杆式或柱塞式注射成型机加工成型，注射成型机应满足下述基本条件：料筒温度可升到400℃；料筒内应该没有形成熔融料死角的地方；由于熔融粘度不会自动流淌，所以喷嘴不需要加断流阀（shut off valve）。
1 L4 Q6 ?% m. W$ T/ s: D$ T4.1.2 模具温度
0 k/ i7 P7 R/ A5 y由于PEEK是结晶性树脂，因此使其充分结晶可以提高其性能。一般模温在160℃以上时，就可以充分结晶，即使不热处理也能得到很好的成型品，如果因为模具结果所限模温无法提高时，可在200℃以上热处理一小时，也能使结晶完全，从而使机械强度和耐药品性等提高。3 x! ?; F0 z# a
4.1.3预备干燥: x8 u+ X. W( e1 f
虽然PEEK的吸水率很低，饱和吸水率只有0.5%，但是要在高温下成型，所以加工成型之前有必要在150℃干燥3小时以上。$ E2 c% d; s9 C; w
PEEK的标准注射成型条件如表4所示。7 Y: ?! |; ~: s+ Z+ P
表4 PEEK的标准注射成型条件
0 r4 I1 Z+ z. u项 目 纯 树 脂 30%玻璃" v8 P; i0 v) Y6 d, L
纤维增强 30% 碳
9 t/ F! P3 d6 R d3 n. C+ P/ t9 \纤维增强 ( D: Y+ B+ q; d% F: p$ M/ A, a
料筒温度（℃） 根部; z$ l+ M- A0 ?. c. [& Y
中间5 U' N) A2 n+ c, T
喷嘴 330～360- f* F, d, ~8 b
350～380
# `5 O) }2 A- l) C2 U& a$ X350～380 350～380
% \; U0 p+ U& g/ q' N0 G8 v3 x370～400! ?2 R. V1 ^2 R$ o K
370～400 350～380' M- R c+ G+ K% K6 \0 I
370～4008 |) c+ R4 J @2 O5 j ?/ X
370～400 4 c! Q* o0 E# n# p2 k
模具温度（℃） 130～170 140～180 140～180
' l* \. o8 N0 j7 a; Y注射压力（Kg/cm2）
5 F3 ^+ Y2 y" q& a$ @) ?9 \螺杆背压（Kg/cm2）- @/ l: ~! ]8 I. k+ U
保 持 压 1000～1400
. j, N! h$ p$ S) I4 K% \- d4 i8 u50～100
$ u& |. `5 h9 S500～700 1200～1600
0 e& O8 j! E0 x" D' B50～100; T) Q4 }7 e6 V
600～800 1200～1600
; k) S( ]; k' c* \5 h( i2 W( Q50～1008 [) N6 F0 B& m5 z4 l0 v
600～800 0 C' p; H6 t+ g) ]
注 射 速 度4 ~8 v' s1 {8 C6 e
螺杆转数（rpm）4 u' d6 o% L6 _! n; \
循环周期（秒） 中速～高速1 {0 N }' R/ k* ?
50
( b) }0 V1 I: B( ?30 中速～高速
; n8 n9 q+ D+ l50
5 M8 l$ ]( K! B1 G& Q30 中速～高速
+ V+ |# b8 ~6 h! r T50
) _4 @3 x4 {; W' i% l5 \30
- f/ T# H9 d0 D" b( w- h2 m
! Q% m, g: o \
+ I% t0 e# |) n
' Z" d3 H# \$ x v0 A" Q2 A& c4．2挤出成型
3 g2 h$ U3 {! v8 N" ]% M9 a- vPEEK可以采用挤出成型工艺加工成薄膜、电线包皮、单丝、棒材、薄板等。表5列出了PEEK薄膜的挤出成型条件。
! y Z" Z3 R% e8 W表5 PEEK的标准挤出成型条件
7 A7 i! y- i* h% t6 k项 目 条 件 7 u6 H5 o W: A: O* J k" c% p
挤出机螺杆 Φ30， L/D=24， C.R.=3 & d. C- C) E% |2 F
料筒温度（℃） 喂 料0 Q* X- P+ g, a! j) r2 Z6 T1 q5 R
压缩部
9 s0 k0 w0 i+ V% a2 T; q0 N机 头 3503 u4 F# x( r: _
370" _1 L2 t( l3 |/ b: S& K! ~
380
$ X& H2 l' u4 \模具温度（℃）
4 f( T, `/ w% y, E& [& F定型辊温度（℃） 380
- c0 S5 N3 d4 i30 3 {( @& x* B! [& S2 U3 r9 p7 R
螺杆转数（rmp）3 \) x3 g3 `8 r
线速度（m/min）3 D* Z Q W& I$ M$ g1 I
吐出量（Kg/cm2） 30
! I( s h- G. S8 d, t) b) n5 l10- \$ D! Q4 V: W$ a
5 , V+ C) m% b! ~
3 Q: G5 m/ h% q) P5 I7 H4 m
) r4 v e e8 t/ h1 NPEEK的标准物性数据（数据中心）
% {5 G% t1 R. f# G6 }* Q# N五．用途$ @0 }: i u8 Z$ e9 i* V+ g
5.1复合材料
$ d' @1 B; Y2 ~2 p: y" `* Z近些年来引人注目的是热塑性树脂基复合材料，其中发展最快的是由ICI公司推出的PEEK复合材料（商品名APC－2）。
; k4 a( T4 e) u% M! G. d5.1.1制造方法- C5 p# b% y' z: ?
APC－2是将碳纤维的长纤维用PEEK熔融预浸制得，由于碳纤维与基体PEEK的相容性好，可以制得粘结性很好的复合材料，孔隙率只有0.1%。表6是其材料的机械性能。
8 E( Y7 u/ A% z; Y/ g9 m表6 APC－2的标准机械性能
4 {1 X0 H9 }* {% |: f项目 单位 数值 * F4 U- i0 K: [8 |, ~* _2 s) ~
（铺层方向0°）
) a" @, J! f- p! x+ e拉伸强度
* }4 R3 z1 z! q' c* d拉伸模量
& K6 K4 H5 I4 a8 ?. z1 h7 B断裂伸长
& Z) C/ e& B6 c* k& \; k弯曲强度* P7 W9 U" E2 D" p, P( y
弯曲模量 . K4 S* K, o4 t* r2 X+ Z
Mpa
! C0 ^. r! K7 ]* a! ] @Gpa
& [0 s# a l" ?3 `, _- J6 m1 O%: K2 Q% Z: p9 m2 s ~/ G2 H
Mpa
0 F: h: W# S: S* a/ E2 { x) AGpa 1 }- @* h3 e7 b; J! C$ [
2130
( |2 N6 z1 B* s3 y0 l+ E0 ]) E134- e' I7 k/ N ?
1.45
+ E2 r' P' ^8 j6 u% K: J1880! M. M. P m2 ]* e4 }/ ] W0 X
121
; e6 K5 h' T9 b（铺层方向90°）
$ G- C7 @0 D. b; U拉伸强度
0 I9 @/ T* j9 Z5 p* I4 k拉伸模量( o5 D* V: O2 X4 u
断裂伸长( \$ S/ N; E3 \3 v1 p
弯曲强度2 k# U1 S: q' s: z7 Y# b3 Z
弯曲模量铺层方向 ; Z5 J3 r# |: r, D# Q( ^7 b" |
Mpa
2 T3 [# j: p, J) N( N7 G Z b8 TGpa
6 S9 {: d" K+ b# Y% h%* {. I1 l4 |- _8 w3 M
Mpa5 X3 Y# j* w/ V
Gpa
- J- s0 |9 d/ I6 a6 \808 T7 O" Q' ~- Z/ r X6 `1 L* [
8.9
- ?+ N' Y+ s% b5 z- L: m! `1.0* r: ?5 H9 g+ f }4 v
137) p" |* b4 U8 q0 Y1 D
8.9
& M) S% P- o, S0 _（铺层方向±45°）+ W( u) l' ?3 Z
拉伸强度5 {6 }% E& z0 C0 T7 I0 I; _0 R
拉伸模量) u, P' I+ l& @1 n+ Q
断裂伸长
2 C' T3 _ j' y8 ]Mpa& ^0 Q$ z5 |& P) k
Gpa
: u" x' o0 O) }) n* c+ k5 q% ' y# z( U8 Y( b! h: V( M! H( Q! K
300
- R7 G' x& I1 `" j) X" T- L( S19.2
3 N* I B. c- q: h3 [4 D17.2 ( i7 a# W' Y5 n8 A
) d, h" G- _: z7 E% X% O9 h比环氧树脂复合材料易加工
+ j) f7 T% E3 O* e成型后不需养生- S/ F' O" ~* G) N$ \9 l5 R
有良好的耐冲击性，损伤容限大% J6 w/ c, j- k9 w9 t
有优良的抗蠕变性和耐疲劳性
( g* i) @. h& A4 _有良好的耐热性
7 l% k" ]4 [7 _" f! R- e有优良的耐热湿循环性+ _9 g4 E% G/ Q) G; e/ O5 S
损伤处易修补
5 [, V" V2 V! q4 {5 k# L5.1.3制品的规格
5 { M/ e# \- S3 S1 _( jICI上市的最通常单向预浸物（CF含量68%±2）和由这种预浸的按各种角度（＋45°/90°/－45°/0°）铺层后压制成的薄板的规格如表7所示。
6 X* r L! d4 R表7 典型的APC－2制品的规格0 F$ s# P# N0 c4 K4 @
1．单向预浸物（CF含量68%±2）. F6 R7 f& G" Q9 m3 L6 L; z
标准宽度 140mm
! _2 `- Q* t( K 216mm7 K& j$ B$ y- y" Q6 y* w9 B I
标准厚度 0.125mm$ J* t; {( `7 P* H# F7 ^$ o p$ _
标准重量 213g/㎡2 F- z; P$ D2 ` f
标准长 50m : J+ k2 q9 {4 u2 d' s; g: l3 E% L
2．薄板 （＋45°/90°/－45°/0°）
4 ]% u$ I. M' a0 J标准尺寸 405mm×405mm7 E$ I& e& j+ L6 N& }: R) n
700mm×700mm
" c- V- {& i' a- \; k- n标准厚度 1mm（预浸物8层）7 B- H" S1 m- z2 D" f9 b
2mm（预浸物16层）
# ~- K' O( o# n# T: [# b; F6 E$ `, E& `3mm（预浸物24层）
! D, _, c1 S( N4mm（预浸物32层）
4 U5 U6 l: N. k4 z4 P0 o7 x. |5mm（预浸物40层）
0 m, M7 ?% p. \3 S9 W' \: x
' a2 n4 H; |9 e! v) S9 d5.1.4用途
& T% M$ x3 j7 t& B9 g; q& N利用上述特点虽然可有多种多样应用领域，但目前主要用在航空和军工产业领域。
- r6 B8 t' q, z- `: Y0 h5.2挤出成型制品
$ W0 ~8 O4 c$ B4 z9 Q C* O/ d5.2.1电磁线
# {! C) ~. m# c% _7 e3 E5 F0 _利用PEEK具有包覆加工性好（可熔融挤出，而不用溶剂）；燃烧时发烟量低且产生腐蚀性气体少；耐剥离性好；耐磨耗性好；耐辐照性强；可自由着色等特点，已经用作电缆、电线的绝缘或保护层。广泛应用于原子能、飞机、船舶、油、气井，电磁线、光导纤维等领域。
. t. U% [9 J, e$ X1 ^5.2.2薄膜: {. g6 p7 R" u" {, x& c4 F7 t
利用其比聚酰亚胺吸湿性小，高温时耐碱、耐酸和耐高频性好、耐焊锡、耐辐照等特点，用作H级以及C级绝缘材料，广泛用于电机、发电机、变压器、电容器等的绝缘薄膜，可绕性印刷线路板，载波带（carrier tape），复合材料（用PEEK与碳纤维、玻璃纤维层覆），耐热耐药品的环型带等。
, V$ @5 g" \9 i+ H5.2.3纤维& k6 p8 l% ?$ @
利用PEEK单丝比聚酯和尼龙纤维有更好的耐蒸气、耐药品、耐磨耗、抗蠕变、韧性好等特点，应用于制纸机械的干燥帆布、耐热沪布、球拍的网线、复合材料（与碳纤维、玻璃纤维等混织或混编）、耐热耐药品纺织带等。8 K9 H( a0 ?9 \* f( w& A+ t
5.3注射成型制品' I6 j/ M$ F$ V/ x e
5.3.1耐磨材料
' Q: q0 K7 @ B. p7 E$ m! l发挥其耐磨性、耐药品性、韧性好和可在250℃使用等特点用于制造轴承保持架、金属轴承的护衬、离合器零件、动力闸的真空零件、汽油发动机的零件、滑轮加载器（turbochanger）叶片、复印机零件、悬置轴瓦、活塞裙、发动机推杆等。; E, I Y9 k& ~" z1 [7 ^
5.3.2电器、电子制品
& s2 b; m ~/ M D发挥其耐焊锡性（热变形温度300℃以上）、阻燃、UL温度指数250℃、韧性好等特点，用于制造镶嵌插头，高可靠性接插件，电缆插头，接线盒，配线的引出头，极板的笼型线圈（Waferbasket），电池外壳，IC的封装等。2 ^$ d8 f! Z& b& m2 \/ d
5.3.3热水设备
6 M) R$ t' k! P% B发挥其能耐300℃的加压水或蒸汽而且在200℃以上可长期使用的特点，用于制造热水、化学泵的泵体和叶轮及其它零件，蒸气阀门，O型圈，采油用接插件，锅炉及PH计的护套等。
& m+ i+ C$ G- ?) R! j5.3.4其它$ o$ n l1 H! e% ]6 X4 S
PEEK还可以用于制造原子能发电站用接插件和阀门零件、滑轮叶片、显微镜灯的罩、马达周围导线支架、火箭用电池槽、螺栓、螺母、实验室用镊子等。. g' T; l0 E: l2 g4 M x4 S( P
5.4粉末喷涂制品1 V/ d7 }! T( l, @8 G+ u9 x
PEEK可用静电喷涂或流化床法喷涂制成金属等表面的耐热、耐腐蚀涂层。4 w! s# V$ D4 D# W. Q+ Q! Z
5.5其它加工成型制品2 M4 v& { u, `3 E
可用旋转成型制造大型成品，用吹塑成型法可做成核废料的容器，还可以把PEEK薄膜与金属热压粘接制成高温粘结力很好的复合材料。: i# E6 h; ?% R7 m2 [. b9 ^
六、主要生产公司/ J) n& C% p% b; }8 @) T
国外主要生产公司；: \" U: f8 [* k8 b3 N r
1、英国ICI(PEEK原粉生产商)； ! }8 S& t) m3 o
2、德国Degussa(PEEK原粉生产商)；' W1 y+ ^, J3 w& t6 d7 j$ q
3、英国Victrex PLC% f! Y6 w; Y0 ]' [
4、日本住友（Victrex PLC与三井的合资公司）共混公司；
8 W' N! k* M' Z4 n) Y: q5、美国LNP(已被GE收购，LNP已加入到GE的全球共混物行业) + \& H. h; a8 Q
8、荷兰DSM z& A( o# U. D
9、美国RTP公司
1 q5 P! d7 }2 ?& O国内主要生产公司： |
发表于 2008-6-20 13:59:19
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& S: j- `: C; T& u6 r$ C7 e
- B; u+ x) D: E
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